[发明专利]CoolMOS结构

说明书

本发明公开了一种CoolMOS结构，用以提高击穿电压，其中所述为该CoolMOS的制作结构，包括漂移区以及漂移区掺杂浓度的情况。该漂移区的掺杂浓度情况由虚线标出。该方法包括该漂移区制作的步骤，以及在漂移区制作的过程中调节漂移区的掺杂浓度而使其达到提高击穿电压的目的。该方法在不增加掩模板以及制造成本的前提下，提出一种新的方法来提高VDMOS的击穿电压。

技术领域

一种CoolMOS结构，属于半导体功率器件技术领域，尤其涉及纵向双扩散金属氧化物半导体场效应管结构及其制造方法。

背景技术

双扩散技术氧化物半导体场效应管(DMOS，Double-diffused MOSFET)器件是常用的功率器件，包括横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(LDMOS，Lateral Double-diffused MOSFET)和垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管(VDMOS，Vertical Double-diffused MOSFET)。击穿电压是衡量DMOS器件性能的重要参数，其通常表示的意义是在保证期间不被击穿的情况下，DMOS源极跟漏极之间能够施加的最大电压。

VDMOS器件在低压应用领域，可以得到较理想的导通电阻和开关特性，但是随着电压的不断升高，导通电阻主要是由高阻外延层的电阻来决定的，且随着漏源击穿电压的2.4～2.6次方而不断增大，所以要使高耐压VDMOS器件获得较低的导通损耗一直是VDMOS器件不断发展的一个方向。

传统的VDMOS器件结构示意图，如图1所示，其中，11是多晶硅栅、12是隔离介质、13是源极金属、14是N⁺源区、15是P型基区、16是N^-漂移区、17是N⁺衬底、18是漏极金属。其中多晶硅栅11采用的是平面栅结构，电流在流向与表面平行的沟道时，栅极11下面由P型基区15围起来的一个结型场效应管(JFET)是电流的必经之路，它成为电流通道上的一个串联电阻的存在，使得传统VDMOS器件难以获得较低的导通损耗。

为了更有效的提高击穿电压，又提出了一种称为CoolMOS的器件，其结构如图2所示，其中，21是多晶硅栅、22是隔离介质、23是源极金属、24是N⁺源区、25是P型基区、26是N柱、27是N⁺衬底、28是漏极金属、29是P柱。它采用交替相间的P柱29和N柱26的形式，有效地利用地利用电荷补偿原理，当器件处于正向静止状态时，电场不仅在垂直方向上，也在水平方向上衰减，从而获得更薄的N^-漂移区或者更高浓度的N型掺杂，导通压降相对于传统VDMOS结构降低了越5倍。CoolMOS结构是采用多次淀积外延层以及多次注入P柱29而形成的一种结构，但是，随着BV的增大，外延层的淀积次数也会相应随之增加，这就增加了很大一部分成本，也使得导通电阻逐渐增加。

发明内容

本发明提供了一种CoolMOS结构及其制造方法，以提高此CoolMOS结构的击穿电压。

本发明提供了一种CoolMOS结构，包括漂移区的制作方法及漂移区掺杂浓度的分布情况。

本发明提供了一种CoolMOS结构，制造该CoolMOS器件时不需要增加任何掩模板。

可选的，所述漂移区浓度调节是每次淀积外延层的时候调节此次外延层的电阻。

可选的，所述漂移区的浓度不是固定不变的，而是线性变化的。

可选的，所述器件结构为CoolMOS结构。

可选的，所述CoolMOS结构为VDMOS结构。